Odporový trénink a neurozobrazování (RTNI)

Cvičení je slibnou strategií ke zpomalení nebo prevenci progrese kognitivního poklesu a demence. Zatímco odporový trénink (RT) je oblíbená forma cvičení doporučovaná starším dospělým pro svou domnělou roli v ochraně před sarkopenií, jeho účinky na zdraví mozku byly méně studovány. Předchozí studie RT zahrnující tradiční protokoly zdůrazňují robustní a trvalé přínosy pro rozpoznávání tekutin. Naproti tomu o účincích vysoce intenzivní RT s pokročilými periodizačními technikami je známo jen málo. Takové protokoly mohou přinést podobná zlepšení v kratším trvání, čímž se zlepší klinická užitečnost. Navíc mechanismy RT-indukovaného kognitivního zlepšení nejsou dobře známy. Definice dominantních nervových a fyziologických procesů, které jsou základem těchto ochranných účinků, je nezbytná pro vysvětlení rozdílů v kognitivních reakcích a pro navržení optimálních léčebných strategií pro stárnoucí populaci.

Účinnost intervencí RT pro kognitivní zdraví pravděpodobně závisí na maximalizaci nárůstu svalové síly. Vyšetřovatelé proto použijí principy síly a kondice a pokročilé techniky neurozobrazování na 12týdenní periodickou intervenci RT, aby určili neuroprotektivní příspěvky. Cerebrovaskulární funkce (CV) je hlavní složkou zdraví mozku a primárním mechanismem kognitivního zlepšení po aerobním tréninku. Potenciál RT ovlivnit tyto dráhy však nebyl stanoven. Tato studie otestuje a rozšíří předchozí průřezové důkazy spojující RT s funkcí CV. Kromě toho bylo prokázáno, že intervence RT nezávisle zlepšují systémovou vaskulární funkci a kognici. Vyšetřovatelé tedy předpokládají, že RT zlepšuje kognitivní funkce prostřednictvím svalové síly a adaptací CV. Celkovým cílem tohoto návrhu je prozkoumat změny v kognitivních funkcích a CV funkcí u 23 zdravých starších dospělých ve věku 60-80 let, které slouží jako jejich vlastní kontroly, a prozkoumat mechanismy, které tyto účinky zprostředkovávají. K dosažení tohoto cíle navrhují vyšetřovatelé následující cíle:

Cíl 1: Zjistit, zda 12týdenní periodizovaná RT zlepšuje rozpoznávání tekutin u starších dospělých. NIH Toolbox® Cognition Battery bude spravována za účelem posouzení změn ve výkonné funkci, pozornosti, epizodické paměti, rychlosti zpracování, pracovní paměti a jazyka. Složené skóre bude vypočítáno pro fluidní, krystalizované a globální kognitivní funkce.

Hypotéza: 12týdenní periodizovaný program RT navržený speciálně pro maximalizaci nárůstu síly zlepšuje kognici tekutin u zdravých starších dospělých.

Cíl 2: Zhodnotit účinky periodizované RT na KV funkci u starších dospělých. Arteriální spinové značení (ASL) MRI techniky budou použity k posouzení změn ve funkci KV kvantifikací účinků na klidový průtok krve mozkem, intrakraniální vaskulární poddajnost a dobu průchodu arterií. Budou provedeny mediační analýzy, aby se určily mediační účinky funkce CV na kognici.

Hypotéza: Vysokointenzivní RT může zlepšit KV funkci u zdravých starších dospělých.

Cíl 3: Prozkoumat souvislosti mezi adaptacemi mozku a potenciálními mechanismy přínosu, včetně: 1) fyzické kapacity (např. svalová síla), složení těla a funkční mobilita; 2) domnělé krevní markery plasticity mozku vyvolané cvičením; 3) kardiovaskulární rizikové faktory; a 4) morfometrie mozku a mozková aktivita v klidovém stavu. Významné změny budou analyzovány pro zprostředkování kognitivních funkcí, aby se identifikovaly hlavní cesty, které jsou základem ochranných účinků RT.

Pro praktičnost této studie budou účastníci sloužit jako jejich vlastní kontroly. Všechna kontrolní období proběhnou před intervencí RT, aby bylo zajištěno, že výsledky nebudou zkresleny detrainingovými účinky nebo dlouhodobými kognitivními přínosy RT. Všichni účastníci podstoupí testování na základní linii, před intervencí a po intervenci. NIH Toolbox Cognition Battery poskytne standardní sadu komplexních hodnotících nástrojů. Ke snížení praktických účinků budou použity tři testovací verze. Během MRI skenů budou použity techniky ASL k posouzení funkce CV a standardní sekvence budou použity pro strukturální MRI (např. T2-vážený FLAIR a T1-vážený MP-RAGE), funkce MRI v klidovém stavu (rfMRI) a zobrazení tenzoru difúze (DTI). Fyzické výsledky budou hodnoceny pomocí standardních testovacích postupů ve výzkumu fyziologie cvičení, včetně krevního tlaku, tělesného složení, fyzické funkce, svalové síly a odhadovaného VO2max. Budou administrovány validované dotazníky pro kvalitu života, fyzickou aktivitu, kvalitu spánku a interpersonální podporu.

Účastníci budou provádět periodický a progresivní tréninkový program s celotělovým odporem s důrazem na rozvoj síly dolní a horní části těla. Všech 36 tréninků (3 dny v týdnu po dobu 12 týdnů) se bude provádět v CERC pod dohledem specialisty na cvičení. Mezocyklus I (1.-4. týden) bude klást důraz na svalovou hypertrofii, aby se vytvořila svalová a metabolická základna pro intenzivnější trénink v pozdějších fázích. Tréninkové zápasy se budou skládat ze 4-6 odporových cviků s 2-4 sériemi na cvik a 8-10 opakováními na sérii. Mezocykly II (5.-8. týden) a III. (9.-12. týden) budou klást důraz na rozvoj síly. Tréninkové záchvaty se budou skládat ze 4-6 odporových cvičení s 3-5 sériemi na cvičení, 4-6 opakováními na sérii a lineárním nárůstem intenzity v průběhu času. Stejně jako v podobných studiích RT budou použité tréninkové zátěže individuálně postupovány bezpečným a účinným způsobem, aby bylo využito progresivního přetížení/výzvy pro nervosvalový systém a vyvolalo se co největší tréninkem indukované nervosvalové adaptace.